Inducción electromagnética - Resumen

1. Flujo magnético
2. Experiencias de Faraday y Henry
3. Leyes de Faraday y Lenz
4. Producción de corriente alterna
5. Autoinducción
6. Transformadores
7. Comparativa entre campos
8. Aproximación a la síntesis electromagnética

1. El Flujo magnético

Se define como: 

Si el campo magnético es constante en toda la superficie, se expresa así:

La unidad del Flujo es el Weber (Wb). 1 Wb = 1Tm^2

2. Experiencias de Faraday y Henry

Intentaron demostrar que un campo magnético genera una corriente eléctrica.

2.1. Experiencias de Faraday

Primera: dos solenoides acoplados, uno a una fuente de corriente y otro a un galvanómetro. Al conectar y desconectar  al fuente, la aguja del segundo solenoide se desplaza en sentidos opuestos.

La variación del flujo, induce una corriente. El sentido de la corriente  depende si el flujo es positivo o negativo.

Segunda: ahora, un solenoide se puede desplazar dentro del otro, esto produce una lectura en el galvanómetro. La aguja se desplaza en sentidos opuestos  según entre o salga.

La variación del flujo induce una corriente en un sentido un otro según aumente o disminuya.

Tercera: Se introduce un imán dentro de un solenoide conectado a un galvanómetro. Cuando el imán se desplaza dentro del solenoide, el galvanómetro registra una corriente., en un sentido u otro seg´ñun entre o salga.

2.2. Experiencia de Henry

Una varilla metálica dentro de un campo magnético constante, realiza desplazamientos en el plano perpendicular al campo, y con ello, se produce una  diferencia de potencial en los extremos de la varilla.

Como consecuencia del movimiento de la varilla, se produce una fuerza magnética sobre la carga de la varilla, de acuerdo con la Fuerza de Lorentz. Esta fuerza tiene la dirección de la varilla, y produce una acumulación de electrones en uno de los extremos.

En consecuencia se produce una diferencia de potencial y un campo eléctrico, cuya fuerza eléctrica es igual y de sentido contrario a la fuerza magnética. De esto se deduce:

ɛ = vBL

3. Leyes de Faraday y Lenz

La Fuerza electromotriz inducida en un circuito cerrado es directamente proporcional a la variación del flujo magnético a través de la superficie encerrada por el circuito.

La unidad de la ɛ es el voltio. 1 V = 1 Wb/s

La variación del flujo magnético induce una corriente con tal sentido, que tiende a oponerse a la variación del flujo magnético que la produce. Cuando el flujo disminuye, la corriente inducida aumenta, y al contrario, cumpliéndose la ley de conservación de la energía. Así la energía del sistema  permanece constante.

3.1. Campo magnético variable

Si es el campo el que varía, ɛ = - dB/dt · S·cos ɵ

3.2. Ángulo variable:

 ɛ = - B·S·d/dt (cos ɵ)

3.3. Superficie variable:

ɛ = - B · dS/dt ·cos ɵ

4. Producción de corriente alterna

Es una de las aplicaciones de la Inducción electromagnética. Es la forma como se produce y transmite la energía eléctrica desde las Centrales hasta la Industria y hogares.

Es una bobina formada por N espiras de superficie S, que gira con una velocidad angular constante w, en el seno de un campo magnético B.

La fuerza electromotriz que se induce con la variación del flujo magnético al girar, produce una corriente alterna.

El flujo que atraviesa la bobina es:

ɸ = NBS cos(wt)

La Fuerza electromotriz:

ɛ = NBSw sen(wt)

La fuerza electromotriz máxima es cuando el seno es 1

ɛ = NBSw

En el caso que el alternador tenga n pares de polos magnéticos:

ɛ = NBS2Πnf

5. Autoinducción

6. Transformadores
7. Comparativa entre campos
8. Aproximación a la síntesis electromagnética